Marcatura CE dei pannelli isolanti autoportanti con paramenti metallici

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1 Marcatura E dei pannelli isolanti autoportanti con paramenti metallici A cura di Istituto Giordano Introduzione Il 1 Maggio 2011 è terminato il periodo transitorio durante il quale potevano coesistere sul mercato prodotti marcati E e prodotti non marcati, fra quelli ricoperti dalla norma europea EN Pannelli isolanti autoportanti a doppio rivestimento con paramenti metallici. Tale norma specifica i requisiti per la produzione industriale di pannelli metallici coibentati, per posa discontinua nelle seguenti applicazioni: a) tetti e rivestimenti di tetti b) pareti esterne e rivestimenti di pareti c) pareti e partizioni interne e soffitti I materiali isolanti costituenti l anima considerati dalla presente norma sono: poliuretano espanso rigido (PUR/PIR), polistirene espanso (EPS), polistirene espanso estruso (XPS), resine fenoliche espanse (PF), vetro cellulare (G) e lana minerale (MW). I paramenti metallici (facce) possono essere in acciaio (con rivestimenti metallici, rivestimenti organici, multistrato), ino, alluminio, rame. Sono inclusi i pannelli per celle frigo, ma non i sistemi completi per la loro realizzazione, che si possono marcare E, su base volontaria, applicando la guida ETAG 021 Sistemi per la conservazione a freddo, come pure sono esclusi i pannelli con paramenti in lamiera microforata ed i pannelli a sezione curva. Istituto Giordano è Ente di ertificazione, Laboratorio multidisciplinare di prove notificato ai sensi della Direttiva prodotti da costruzione (89/106/EE), Ente di Ricerca e Formazione dal Si ringrazia l arch. Sara Giordano che ha coordinato la redazione dell articolo. Per maggiori informazioni: Prestazioni da dichiarare per la marcatura E Ai fini della marcatura E dei pannelli isolanti autoportanti il produttore deve dichiarare le caratteristiche essenziali riportate nella tabella ZA1 della norma di prodotto. Tuttavia è possibile adottare l opzione NPD (prestazione non determinata) in quegli Stati Membri nei quali non sussistono requisiti di regolamentazione per una data caratteristica, per l impiego previsto del prodotto. L opzione NPD non può essere applicata alle caratteristiche soggette a un livello di soglia ed alle caratteristiche meccaniche poiché determinano l idoneità del pannello al suo impiego. Nel prospetto 1 sono elencate le caratteristiche essenziali da dichiarare sulla base di quanto richiesto nell Allegato ZA della norma di prodotto. Nei paragrafi successivi vengono analizzate alcune delle principali caratteristiche essenziali di questi prodotti. POLIURETANO - Maggio

2 prospetto 1 aratteristiche essenziali aratteristica aratteristica da dichiarare Riferimento legislativo/note Resistenza meccanica SI La norma non permette l opzione NPD Trasmittanza termica SI La conduttività termica è soggetta ad un livello di soglia: 0,06 W/mK omportamento al fuoco dall esterno (solo per tetti) SI Non è prevista la dichiarazione NPD poiché questa caratteristica viene definita dalla classe F ROOF Reazione al fuoco SI Non è prevista la dichiarazione NPD poiché questa caratteristica viene definita dalla classe F Resistenza al fuoco SI/NPD* Prove secondo: - EN (pareti non portanti carichi); - EN (soffitti); - EN/TS (soffitti - protezione orizzontale); - EN (tetti portanti carichi); - EN (capacità di protezione dal fuoco). Resistenza alla tensione a flessione (soffitti) Permeabilità all acqua (Resistenza alla pioggia) SI Vedere resistenza meccanica Valori in MPa Si veda il prospetto 2 SI/NPD* Si applica solo a pareti esterne e per applicazioni in copertura. Prova pertinente solo per i giunti ed i fissaggi Permeabilità all aria SI/NPD* Si applica solo a pareti esterne e per applicazioni in copertura. Prova pertinente solo per i giunti ed i fissaggi Valori/lassificazione Valori in MPa Si veda il prospetto 2 per il dettaglio delle prestazioni meccaniche da dichiarare Si dichiara il valore della trasmittanza termica in W/(m 2 K) lassificazione (EN ) o B ROOF se WFT o F ROOF Indicare la classificazione e la/e pendenza/e alla/e quale/i è stata effettuata la prova lassificazione (EN ) o classe F. La classificazione deve essere accompagnata dalle condizioni di montaggio e fissaggio e dalla indicazione degli elementi di finitura. lassificazione (EN ) o NPD. La classificazione deve essere accompagnata dalle condizioni di montaggio e fissaggio e dalle eventuali restrizioni all applicazione diretta lassi di prestazione A, B o (vedere punto A.11.5) o NPD Valori in m 3 /(m 2 h) a 50 Pa o NPD Permeabilità al vapore acqueo SI/NPD* Non è richiesto l effettuazione di prove. Si può dichiarare che i pannelli sono impermeabili al vapore Isolamento acustico SI/NPD* Il riferimento normativo di prova citato in UNI EN ISO 140-3, dal 2010 è stato aggiornato e revisionato da UNI EN ISO Rw ( : tr ) o NPD Assorbimento acustico SI/NPD* Prova secondo EN ISO 354 α w (EN ISO 11654) o NPD Variazione (tolleranze) dimensionale Durabilità - riduzione della resistenza a trazione come conseguenza dell invecchiamento (durabilità) / Non è richiesta la dichiarazione ma i pannelli devono rientrare nelle tolleranze dimensionali previste dalla norma SI (per pareti esterne e tetti) é richiesto il superamento della prova di durabilità. Non è richiesta la prova per i pannelli con anima in poliuretano fabbricati con gli agenti espandenti contemplati nella norma EN ad eccezione di quelli espansi con O 2. Passa + dichiarazione dei livelli di colore e di riflessività - resistenza a carichi concentrati e a carichi di accesso SI (solo per soffitti) E richiesto il superamento della prova di resistenza ai carichi concentrati ed ai carichi ripetuti (nel caso di accessi ripetuti) Dare indicazione se il soffitto è idoneo/non idoneo per carichi ripetuti senza protezione supplementare. * l opzione NPD può essere utilizzata solo nei Paesi dove la caratteristica non è regolamentata per l impiego previsto 6 POLIURETANO - Maggio 2011

3 prospetto 2 - aratteristiche meccaniche da dichiarare aratteristica meccanica Pareti interne e soffitti Pareti esterne resistenza a trazione resistenza a taglio resistenza a taglio ridotta a lungo termine (solo soffitti) modulo di taglio (anima) resistenza a compressione (anima) coefficiente di scorrimento (valore per t = h e t = h); resistenza a flessione in campata flessione positiva flessione positiva, temperature elevate (solo per tetti e pareti esterne) flessione negativa flessione negativa, temperature elevate (solo per tetti e pareti esterne) Tetti resistenza a flessione ad un appoggio interno flessione positiva flessione positiva, temperature elevate (solo per tetti e pareti esterne) flessione negativa flessione negativa, temperature elevate (solo per tetti e pareti esterne) tensione di raggrinzimento (faccia esterna o faccia 1) in campata in campata, temperatura elevata (solo per tetti e pareti esterne) ad un appoggio centrale ad un appoggio centrale, temperatura elevata (solo per tetti e pareti esterne) tensione di raggrinzimento (faccia interna o faccia 2) in campata ad un appoggio interno (o centrale) (solo per i pannelli con paramenti piani o leggermente profilati) (solo per i pannelli con paramenti piani o leggermente profilati) Trasmittanza termica La trasmittanza termica deve tenere conto della conduttività termica del materiale isolante dell anima e deve considerare l effetto delle giunzioni tra i pannelli e delle greche. La conduttività termica dichiarata D del materiale isolante deve essere valutata seguendo i procedimenti descritti nelle norme di prodotto pertinenti per il materiale isolante impiegato (norme da EN a EN 13167). Tali norme richiedono che la conduttività termica, D, sia determinata impiegando almeno 10 valori sperimentali provenienti da date di produzione differenti e che sia rappresentativa di almeno il 90% della produzione con un livello di confidenza del 90%. Il valore dichiarato D deve inoltre considerare gli effetti di invecchiamento del materiale isolante. Nel caso del poliuretano espanso l effetto dell invecchiamento viene determinato attraverso una delle seguenti procedure: - invecchiamento accelerato alla temperatura di 70 per 175 giorni; - metodo ad incrementi fissi. Per poter impiegare il metodo ad incrementi fissi è necessario superare il test di normalità che prevede una esposizione a 70 per 21 giorni. Questa procedura si può impiegare per i poliuretani espansi con agenti espandenti permanenti. Per poter applicare il metodo ad incrementi fissi nel caso dei poliuretani espansi con solo O 2, è necessario verificare che il contenuto di celle chiuse sia maggiore o uguale al 90 %. La trasmittanza termica dei pannelli può essere determinata applicando una delle seguenti procedure: - metodo numerico agli elementi finiti in accordo alla norma UNI EN ISO 10211; - metodo di calcolo semplificato descritto al par A.10 della norma di prodotto. Il metodo numerico agli elementi finiti permette di effettuare una valutazione molto accurata della trasmittanza termica poiché determina la distribuzione delle temperature ed il flusso termico relativi alla specifica sezione analizzata (si vedano le fig. 1 e 2 - linee di flusso ed isoterme attraverso una sezione di pannello). Il metodo di calcolo descritto al par. A.10 utilizza invece la formula delle pareti piane e considera l effetto delle greche attraverso un incremento di spessore e POLIURETANO - Maggio

4 dell isolante. Il valore e è tabulato nel prospetto A.2 della norma in funzione dell altezza e della percentuale di area coperta dalle greche. In questo metodo la trasmittanza termica lineare delle giunzione tra i pannelli viene valutata attraverso un coefficiente fjoint, tabulato nel prospetto A.3 della norma per 5 tipologie di giunto, in funzione dello spessore dei pannelli. Fig. 1 Esempio di analisi agli elementi finiti della sezione di un pannello Isoterme Reazione al fuoco lassificazione Ai fini della classificazione di reazione al fuoco dei prodotti da costruzione, si fa riferimento alla Tabella 1 della norma EN In tale tabella vengono dettagliati i metodi di prova e i relativi criteri che permettono di determinare la classe principale come pure le classificazioni aggiuntive relative all emissione di fumi opachi e alla caduta di particelle infiammate. I pannelli che utilizzano come isolante schiume in poliuretano rigido, sia PIR che PUR, vengono sottoposti ai metodi di prova EN ed EN Nel test secondo EN 13823, Single Burning Item, il montaggio dei pannelli, verticale sia per gli impieghi a parete che per quelli a copertura, deve essere rappresentativo dell impiego finale, deve cioè prevedere le tecniche di installazione nell edificio e considerare rivestimenti vernicianti o plastici, sigillanti, giunti, lattonerie e sistemi di fissaggio e giunzione reciproca fra i pannelli. Nell assemblaggio dei provini, realizzati unendo a 90 due elementi di pannello di altezza 1500 mm e larghezza di 500 e 1000 mm per il lato corto e lungo rispettivamente, deve essere Fig. 2 Esempio di analisi agli elementi finiti della sezione di un pannello Linee di flusso Fig. 3 Montaggio e dettaglio dell angolo per montaggio normalizzato, prova al fuoco EN D 1000 mm Legenda: D spessore del pannello 1 giunto del pannello con sigillanti applicati in stabilimento 2 viti o rivetti ad espansione ogni 400 mm 3 lattoneria dell angolo interno 4 viti o rivetti ad espansione ogni 400 mm 5 viti, rivetti o piatto di fissaggio 6 lattoneria dell angolo esterno previsto un giunto verticale, a 200 mm dall angolo, sul lato lungo (si veda la fig. 3). In questo test i pannelli verranno installati sul trolley di prova privi di qualsiasi protezione sui bordi mm mm tagliati. Le prestazioni offerte dal giunto fra i pannelli, unitamente alla qualità del prodotto isolante interno, sono determinanti, insieme alla tipologia del rivestimento D 6 8 POLIURETANO - Maggio 2011

5 Pannelli sandwich sottoposti al test SBI delle lamiere, per l ottenimento delle classi di reazione desiderate. Viene eseguito anche un test secondo la norma EN , detta anche prova della Piccola Fiamma, il cui superamento, unitamente ai risultati forniti dal SBI concorre a definire la classificazione finale del pannello. In questa prova i bordi dei pannelli possono anche essere protetti da profili di finitura, realizzati solitamente con lamiere metalliche, ma possono essere utilizzati anche profili in materie plastiche. Naturalmente l utilizzo delle protezioni pone dei limiti nell utilizzo finale in quanto i pannelli, se testati con le suddette protezioni, così dovranno essere installati nel montaggio finale in opera. I profili utilizzati sui bordi dovrebbero essere degli stessi materiali utilizzati come lattonerie d angolo nel test secondo EN Per entrambe le tipologie di prova la norma UNI EN 14509, molto precisa, fornisce un gran numero di dettagli di montaggio tesi a prevedere le varie tipologie realizzative dei pannelli. Questa norma prevede anche l analisi del campo diretto di applicazione per le prove al fuoco: nel prospetto 1 e 2, per la reazione e per la resistenza al fuoco rispettivamente, vengono descritte nel dettaglio le caratteristiche costruttive da considerare al fine di estendere, al variare dei singoli parametri, i risultati ottenuti su un numero ristretto di prodotti all intera gamma di prodotti. omportamento al fuoco dall esterno dei tetti Questa caratteristica dei pannelli viene definita conducendo prove ITT mediante i criteri previsti dalla normativa ENV 1187, con classificazione secondo EN Anche se gran parte dell attenzione nella normativa italiana, come pure di altri Paesi comunitari, è posta agli scenari d incendio che hanno luogo nei locali interni, si possono verificare eventi che hanno origine all esterno, a causa ad esempio di incendi di alberi o edifici più alti presenti in prossimità oppure per accensione di manti di copertura o di impermeabilizzazione eventualmente presenti sull edificio stesso. Questo problema è particolarmente sentito nei Paesi Scandinavi per le loro peculiari caratteristiche ambientali e costruttive. La ENV 1187 prevede 4 metodi di prova che corrispondono a 4 differenti scenari d incendio esterno, che prevedono la possibilità di varie combinazioni di presenza di tizzoni ardenti, radiazione termica e vento. La norma EN prevede però anche la possibilità di indicare la prestazione Broof in modalità WFT (lassification Without Further Testing), cioè senza necessità di condurre i test secondo ENV 1187: a tal fine i materiali impiegati e i dettagli costruttivi dei pannelli devono soddisfare le specifiche, non particolarmente onerose per questi tipi di pannello, riportate al paragrafo 3 della norma stessa. Sistemi di attestazione della conformità Nel caso dei pannelli sandwich i sistemi di attestazione della conformità possono essere di tipo 1, 3 oppure 4, sulla scorta della destinazione d uso del prodotto finito, della classe di reazione al fuoco dichiarata e delle caratteristiche del processo di produzione (FP - Factory Product ontrol). ome è noto il sistema di attestazione di conformità 4 prevede che sia le prove iniziali di tipo sia il controllo del processo di produzione avvengano sotto la sola responsabilità del produttore. Il sistema di attestazione della conformità 3 prevede che le prove iniziali di tipo siano eseguite POLIURETANO - Maggio

6 sotto la responsabilità di un Ente Notificato (che in questo caso opera come Laboratorio) e che il FP sia sotto la responsabilità del solo produttore. Il sistema di attestazione di conformità 1 prevede l intervento dell Ente notificato sia per quanto riguarda l esecuzione delle prove iniziali di tipo sia nella certificazione della conformità del ontrollo di Produzione in Fabbrica i cui requisiti sono definiti dalla norma al 6.3. In questo ultimo caso l Ente Notificato opera come Organismo di ertificazione di Prodotto e la procedura prevede che le prove iniziali di tipo siano svolte su campioni prelevati direttamente dal processo di produzione in modo casuale. La procedura di certificazione Istituto Giordano prevede che sia redatto un apposito verbale di prelievo che fornisca tutte le informazioni necessarie ad identificare sia il prodotto, sia i suoi componenti, sia il lotto di produzione dal quale è stato prelevato. Il sistema di attestazione della conformità 1 deve essere scelto nel caso in cui la destinazione d uso del prodotto è per Pareti esterne e tetti e pareti interne e soffitti soggetti ai regolamenti sulla reazione al fuoco, la classificazione (in base alla EN ) risulta essere o superiore e una fase chiaramente identificabile nel processo produttivo che determina un miglioramento della classificazione di reazione al fuoco (per esempio un aggiunta di sostanze ignifughe o una limitazione del materiale organico), Viceversa il sistema di attestazione della conformità 3 deve essere scelto nel caso in cui la destinazione d uso del prodotto è parimenti per Pareti esterne e tetti e pareti interne e soffitti soggetti ai regolamenti sulla reazione al fuoco, la classificazione (in base alla EN ) risulta essere E o superiore e non è presente una fase chiaramente identificabile nel processo produttivo che determina un miglioramento della classificazione di reazione al fuoco (per esempio un aggiunta di sostanze ignifughe o una limitazione del materiale organico). Nel caso dei sistemi 1 e 3 le prove che devono essere effettuate dall ente notificato sono: reazione al fuoco (classi A1), A2), B), ), (più le classi D ed E per il sistema 3), resistenza al fuoco, comportamento al fuoco dall esterno tranne WFT (classificazione senza ulteriori prove), rilascio di sostanze regolamentate. Le prove di resistenza meccanica, isolamento/assorbimento acustico, resistenza termica, Fig. 4 Diagramma di flusso FP Prove iniziali di tipo (ITT) prodotto prototipo Prove Laboratorio Rapporti di prova ( ) Descrizione ( aratteristiche) permeabilità all aria, permeabilità all acqua, durabilità e tolleranze dimensionali sono sotto la responsabilità del produttore. ontrollo di produzione in fabbrica E importante notare che un generico FP, così come stabilito dalla Direttiva 89/106/E, ha lo scopo di assicurare una comune interpretazione della garanzie di qualità, permettere di ottenere le caratteristiche richieste e controllare che il sistema di monitoraggio funzioni efficacemente. La descrizione del FP ed i suoi risultati devono essere tali da ottenere dati che possano essere univocamente interpretati quali evidenza di conformità, che la struttura dei processi permetta la realizzazione di prodotti conformi alla loro definizione d uso, alle loro caratteristiche descritte nei rapporti di ITT e dichiarate in etichetta E (v. fig.4). Inoltre i controlli devono essere in grado ontrollo di produzione in fabbrica (FP) progettazione FP onsegna Prodotto Approvvigionamento processo A Assemblaggio processo B 10 POLIURETANO - Maggio 2011

7 Fig. 5 urva di distribuzione delle frequenze di Gauss, sulla quale si basano le valutazioni statistiche previste dal controllo di produzione in fabbrica EN µ 3σ/ n µ 2σ/ n µ σ/ n di fornire sistematicamente dati attendibili. Ai nostri fini è interessante rilevare come un sistema di gestione per la qualità che sia conforme ai requisiti della ISO 9001 e sia reso specifico ai requisiti della EN 14509, recependo cioè all interno della struttura organizzativa le attività richieste dalla EN 14509, è considerato idoneo a realizzare prodotti per i quali è lecito presumerne la conformità. Inoltre è importante notare il legame tra il processo di produzione e l applicabilità dei risultati delle ITT. Infatti solo Quando prodotti della stessa famiglia (vedere punto 6.1) sono prodotti utilizzando la stessa attrezzatura di processo, il fabbricante può utilizzare risultati comuni dell ITT. Le Prove iniziali di tipo, che rappresentano la validazione della progettazione riferita al prodotto, sono direttamente connesse con uno specifico processo di produzione che a sua volta è un µ 68% 95% 99.7% µ + σ/ n µ + 2σ/ n µ + 3σ/ n risultato del processo di progettazione (Prodotto + Processo). Nel caso di esistenza di più linee di produzione (processi di produzione differenti), anche collocate nello stesso sito, le ITT dovranno essere ripetute. Risultati delle prove FP I criteri di accettazione dei risultati delle proprietà meccaniche dei prodotti finiti sono definiti al (Risultati delle prove FP). Al controllo di qualità come stabilito nei prospetti 5, 6 e 7 della EN 14509, Ogni valore individuale di una proprietà meccanica dichiarata determinata mediante FP deve essere uguale o maggiore del valore dichiarato come risultato delle ITT. Valore individuale Valore dichiarato (Etichetta E) Nel caso in cui si riscontri un dato non conforme la norma richiede che sia fatta una valutazione statistica di questa proprietà riferita alla produzione dell anno precedente. Risulta pertanto importante che in fase di progettazione del FP siano stati predisposti degli opportuni fogli di raccolta dati che permettano di disporre delle informazioni necessarie alle valutazioni richieste. La norma richiede infatti che, in caso di riscontro di un solo dato non conforme per una proprietà meccanica, si determini il frattile 5% di tutta la produzione dell anno precedente e questo valore frattile dovrà essere maggiore o uguale al valore dichiarato in etichetta E. Frattile 5% Valore dichiarato (etichetta E). IMPORTANTE Per ogni valore dichiarato, se il valore frattile è minore del valore dichiarato, devono essere effettuate ulteriori prove FP sul materiale ricavato dallo stesso lotto e deve essere determinato un valore frattile 5% corretto. Se questo valore è minore del valore dichiarato, il lotto deve essere scartato. Se i risultati dell FP indicano che il valore dichiarato non può essere rispettato, o il valore dichiarato deve essere ridotto sulla base delle prove ITT esistenti, oppure deve essere effettuata una nuova serie di prove ITT e un nuovo valore deve essere dichiarato per la proprietà pertinente. é opportuno conservare i dati e calcolare il frattile 5% anche allo scopo di migliorare le prestazioni dichiarate infatti la nota 2 al lo permette. Se i risultati dell FP eccedono notevolmente il valore dichiarato, questi risultati possono essere utilizzati per determinare un valore frattile 5% che può essere utilizzato come base per un aumento del valore dichiarato. POLIURETANO - Maggio